三氧化钨薄膜的红外发射率调制技术

研究了利用载流子对材料表面的红外发射率进行调制的方法.根据电磁波理论,讨论了物体表面的发射率与折射率的关系,折射率大的物体发射率低.物质的折射率与其中的载流子浓度有关,通过控制载流子的浓度可以对材料的发射率进行调制.以磁控溅射方法在ITO玻璃上制备了氧化钨薄膜.利用电化学方法对三氧化钨薄膜进行了H+离子和电子的注入和抽...     

红外发射率调制技术研究

物体红外发射率的调制具有广泛的应用前景.从理论上研究了红外发射率的调制机理,给出了三种调制发射率的技术途径:机械式、半导体载流子调制和电化学式.机械式发射率调制技术是利用不同发射率的材料组合来进行调制,通过调整不同材料在表面所占比例来调整发射率.半导体材料可通过调制PN结中的自由电子浓度实现红外发射率的调节.电化学式调制可通过多层薄膜实现.通过电场控制器件中变发射率薄膜层的离子和电子浓度,实现器件红外发射率的调制.     

基于标准黑体的物体表面发射率计算方法研究

红外测温仪器的精度和被测物体表面的发射率对测量物体红外辐射特性的准确性影响很大。为了提高物体表面发射率的计算精度,先通过标准黑体对红外热像仪进行标定。然后,利用标定好的红外热像仪测量温度,计算出被测物体表面的发射率。将基于神经网络的红外热像仪标定方法应用到目标发射率的求解方法中,有效地消除了热像仪的系统误差。测试装置简单,测试结果准确。同时,温度和发射率的精确测量为红外隐身材料的研制奠定了基础。     

纤维基低发射率隔热材料制备研究

兼具表面低红外发射率和隔热性能的功能纺织材料在工业及军事领域有着广泛用途。从利用低表面发射率和控制物体表面温度两方面,研究制备具有低红外发射率且隔热性能良好的功能材料。选用聚丙烯酸酯(PA)作为成膜粘结物质,研究了铝粉的粒径及用量对涂层红外发射率的影响;以不同的空心微珠为隔热填充剂,并对其用于涂层织物的隔热效果进行探究。最后,将低发射率涂层与隔热涂层进行复合,制备出兼具低发射率与隔热性能的材料。结果表明,采用400目片状铝粉时的发射率比采用600目时更低,20%的400目片状铝粉的涂层胶所制备的涂层表面的红外发射率低至0.237。由于空心微珠是较好的隔热填料,以共混15%的玻璃微珠为隔热层,以共混20%的400目片状铝粉为低红外发射率涂层,所制备的纤维基复合涂层材料的发射率为0.507,热体试样与背景温差为3.75℃,具有较好的隔热性能和低红外发射率。     

测量红外发射率的方法和设备

人们用测量辐射亮度来计算物体的表面温度时,常将表面近似地视为黑体。但是,假如要精确评价被动红外探测系统,就必须考虑密封体表面的反射,这就相当于用辐射率和反射率来表示物体的辐射亮度特性。现在提供一种方法,它能估算5微米和10微米范围内各种材料的红外发射率,发射率为0.9左右时,精度高于1％。这种方法对环境温度进行了有效和精确的控制,用一种温差技术,不需要知道被测材料的表面温度,就能测出它的发射率大小。     

气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射机理与特性

从分析材料内部热辐射与导热耦合传热温度场、表面反射及折射之间的内在关系出发,建立了气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射模型.采用控制容积法结合蒙特卡罗法和谱带模型,数值模拟了红外辐射能在材料内部的传递及出射过程.引入介质影响因子,分析了材料的红外辐射机理和外部气动热流对材料红外辐射特性的影响.结果表明,高温陶瓷材料内部热辐射的光谱选择性与温度场的耦合,导致高温陶瓷材料的红外发射率随气动热流变化而变化.由于陶瓷材料在紫外和中远红外谱带范围对辐射的吸收非常强,而在近红外和可见光谱带范围对辐射吸收较弱,随气动热流密度增大,对陶瓷材料表面红外辐射产生贡献的内部热辐射区域增大,但材料的红外发射率降低.     

环境辐射对红外辐射温差的影响

根据红外辐射理论,结合实际红外测温原理,通过推导红外测温公式,得到了两种物体间的红外辐射温差计算公式,总结了红外辐射温差随环境温度变化的规律,并完成了相关实验.着重对两种发射率不同的物体在同一热力学温度下的红外辐射温差进行了研究,结果发现辐射温差与物体热力学温度和环境温度有重要关系,物体热力学温度与环境温度相差越大,物体间的辐射温差就越大.另外,在一定情况下发射率低的物体比发射率高的物体辐射温度高.研究结果有利于指导操作员更好地使用红外热像仪和更加灵活、准确地判别目标.     

红外隐身涂料发射率的影响因素研究

介绍了红外隐身涂料发射率测试的原理及方法,同时,讨论了基底(基底材料和基底颜色)、涂刷次数、涂层表面粗糙度、老化时间对红外发射率值的影响,结果表明:红外隐身涂料的发射率随着基底发射率的增大、涂刷次数的增加和老化时间的延长而增大;光滑表面涂层的红外发射率要低于粗糙表面涂层的红外发射率.     

空心微珠基红外低发射率材料研究

利用化学镀镍工艺制备空心微珠基红外低发射率材料,对其表面形貌,并重点对其吸收率、发射率和热辐射能等红外性能进行表征.SEM表征表明:材料表面包覆完整、毛刺较少.研究表明:材料在8～14 μm波段平均红外吸收率从34.2%降至13.9%;红外发射率从0.85降至0.65;红外热辐射能较包覆前明显降低,且低于常用金属填料,在低发射率红外隐身涂料研制领域具有广泛应用前景.     

基于辐射对比度的变发射率舰船的红外隐身研究

利用固定发射率的红外隐身涂料无法实现全天候舰船红外隐身。以小于0.04的目标与背景的辐射对比度作为红外隐身的评判标准,通过计算分析目标与背景的红外特征模型,得到了实现红外隐身所需的目标表面发射率变化范围,提出利用电致变色材料来改变目标表面的平均发射率。与固定发射率的普通红外隐身涂料相比,改变发射率后的红外隐身涂料的隐身效率有了很大的改善,基本能满足目标的全天候红外隐身要求。     

热蒸镀法与溶胶-凝胶法制备的WO3薄膜

采用真空热蒸发沉积技术在衬底上沉积了WO3薄膜；以金属W粉为无机原料，溶胶—凝胶技术结合浸渍镀膜方法制备出WO3薄膜，借助SEM、可见光分光光度计、椭偏仪等仪器测量了薄膜的特性。实验表明：热处理使两种方法制得的薄膜致密，折射率增大，WO3颗粒增大；在热处理条件相同的情况下，溶胶—凝胶法制备的WO3薄膜折射率比热蒸镀法制备的WO3薄膜折射率小。     

目标红外辐射控制技术研究

目标的红外辐射强度是由目标表面温度和目标表面发射率两个因素决定的。本文介绍了电致变发射率和半导体电致变温的基本原理和器件结构,具体分析了晶态氧化钨薄膜、聚苯胺薄膜和半导体等作为电致变发射率材料的特点,提出了一种目标红外辐射控制系统原理,为实现目标红外辐射与背景红外辐射的融合、降低目标的可检测性理清了思路。     

平滑度指数对光谱迭代平滑温度发射率分离算法精度的影响分析

光谱迭代平滑温度发射率分离算法是针对高光谱数据温度发射率分离的有效算法,该算法的关键之处在于引入了衡量地物发射率曲线平滑程度的平滑度指数,用这个指数来评价地物发射率曲线中的大气吸收线残留程度,进而得到地物的温度,最后计算地物的发射率.针对目前文献中定义的平滑度指数和平滑度指数可能的定义,利用MODIS UCSB光谱库中的157条发射率曲线产生模拟数据集,利用模拟数据分析了不同的平滑度指数对光谱迭代平滑温度发射率分离算法精度的影响,给出了最优平滑度指数.     

二维非线性梯度折射率介质的热辐射特性研究

发展了二维梯度折射率介质热辐射传递的数值求解方法,研究了非线性折射率介质的表观方向发射率.研究结果表明,采用本文方法计算二维梯度折射率介质的表观方向发射率,最大相对误差小于1.6%.通过研究发现,二维非线性梯度折射率介质的热辐射能够呈现非常明显的定向辐射的特征,我们定义这种现象为类相干发射.     

Calculation of emissivity of Si wafers

A computer-software, Emissivity, has been developed to calculate the emissivity (ɛ) of silicon wafers of any surface morphology, for a given temperature and dopant concentration. The software uses a combination of ray- and wave-optics approaches to include the interference and the polarization effects necessary for multilayer surface coatings and multi-reflections within thin wafers. The refractive index and the absorption coefficient are calculated as a function of temperature and dopant concentration using an empirical model for an indirect bandgap semiconductor. The results of this model are compared with conventional emissivity calculations and experimental data.     

以激光回馈干涉技术提高砷化镓和蓝宝石晶体的折射率测量精度

砷化镓和蓝宝石晶体已经广泛应用于红外领域、光电领域和军事设备,因此两种材料的折射率测量对光学设计、计量检测和工业应用具有重要意义。为提高两种材料折射率的测量精度,采用微片激光回馈干涉技术同时测量折射率和厚度。此系统结合外差调制和准公共路径对空气气流和振动进行补偿,因此具有高灵敏度、高精度和高稳定性的特点,特别是同时测量性以及仅需将样品加工成薄片状而非棱柱形。实验结果表明,砷化镓和蓝宝石晶体（在寻常光下）的折射率测量精度提高到10?3和10?4,且厚度的精度均为10?4 mm。     

逆正向蒙特卡罗方法及应用

在打破传统蒙特卡罗方法在光线跟踪计算时各个子过程连贯性的基础上, 发展了灵活的逆正向蒙特卡罗法, 进而利用该方法研究了介质的矢量辐射传输问题。通过建立一维梯度折射率半透明介质模型, 模拟了大气层折射率 分布, 得到了考虑偏振时介质自身的 Stokes 矢量。研究结果表明, 梯度折射率介质不同表面的发射率存在一定的区别, 散射性介质在考虑偏振时表面发射率的结果与标量方法存在一定的差异。逆正向蒙特卡罗方法可用以解决矢量辐射 传输这类复杂问题。     

用Radon变换迭代法重建含有遮挡物的三维折射率场

通过计算机模拟研究，考查了Ｒａｄｏｎ变换迭代法用于光学干涉层析计量含有遮挡物三维折射率场的重建精度。作为一个应用实例，计算了某一截面的气体温度分布，并与热电偶测量的值进行了比较。